تحقیق در مورد منابع آب‌های زیرزمینی در جهان

بخشی از مقاله

مقدمه:
همزمان با افزايش جمعيت در جهان، نياز به آب سالم و قابل شرب نيز افزايش مي‌يابد. از سوي ديگر منابع آبهاي زيرزميني به دليل آلودگيها و تغييرات آب و هوايي در حال كاهش است، در نتيجه نگاه‌ها به سوي منابع آب‌هاي زيرزميني كه منابع حياتي آب در مناطق خشك ونيمه خشك محسوب مي‌شوند سوق يافته است.

درسال 1960 يونسكو برنامه بين المللي آبشناسي1(IHP) را اجرا كرد و سازمان جهاني هواشناسي2(WMO) برنامه جهاني آبشناسي3(OHP) را عملياتي نمود. هدف اين برنامه شبيه سازي، نمايش و اندازه‌گيري آبهاي سطحي و نزولات جوي است. شناخت و اندازه‌گيري آبهاي زيرزميني مشكل است و مقايسه آنها با آبهاي سطحي به دليل كمبود شناخت و نقشه‌هاي موجود سخت است. نتيجه سرمايه گذاري در اين راه، بررسي آبهاي زيرزميني و مديريت منابع باقيمانده است.

در طول دهه آخر قرن بيستم، افزايش آبهاي زيرزمين باعث كاهش اهميت بحران آب در مقياس محلي، منطقه اي و حتي جهاني شد. استفاده از آب جهت آبياري مزارع، منابع آب را تحت تنش قرار داد. در هر حال مديريت منابع آب زيرزميني به شناخت موقعيت منابع، نقشه، مدل، حجم و ميانگين جايگزيني ساليانه و كيفيت شيميايي آبهاي زيرزمين نيازمند است. در مجموع، منابع آبهاي خشكي كمتر مي شود.
تلاش گسترده جهاني كه جهت مديريت منابع آب زيرزمين توسط تعدادي از آژانس‌ها صورت مي پذيرد به برنامه جهاني تشخيص و نقشه برداري آبشناسي (4WHYMAP ) موسوم است.

طراحي پروژه:
WHYMAP برنامه هماهنگي كنسرسيوم از يونسكو، برنامه نقشه‌هاي جهاني زمين‌شناسي 5(CGMW)، مجمع جهاني آبشناسان 6(IAH)، آژانس بين المللي انرژي اتمي7(IAEA) و انستيتوي فدرال علوم زمين و منابع طبيعي آلمان8(BGR) تشكيل شده كه مسئوليت تهيه نقشه‌ها و مديريت برنامه‌ها را به عهده داشته و حمايت مالي آن با يونسكو است. BGR تهيه كننده منابع مهم نيروي انساني، نقشه توانايي‌ها و داده‌هاست.

WHYMAP در سال 1999 شكل گرفت و اهداف برنامه هاي آن جمع‌آوري نمايشي كردن اطلاعات آبشناسي در مقياس جهاني در جهت اختصاص دادن راه‌هاي مذاكره جهاني در صادر كردن آب و ارائه دانش منابع آب زيرزميني در برنامه هاي جهاني مي‌باشد. WHYMAP همچنين تلاش بزرگي را جهت جمع آوري نقشه‌هاي آبشناسي در سطوح منطقه‌اي، ملي و قاره‌اي آغاز كرد.
تلاش‌هاي WHYMAP به اين شرح است، ابتدا تهيه داده هاي جهان از اطلاعات هيدرولوژي و توپوگرافي و سپس جمع آوري و هماهنگ كردن و به روز نمودن اطلاعات بدست آمده از تطبيق ناحيه‌اي و قراردادن در قالب برنامه جهاني آبشناسي(IHP) و در نتيجه برقرار كردن 9GIS براي داده‌هاي آب‌هاي زيرزمين در مقياس جهاني(WHYMAP-GIS).

شرکت‌هاي منطقه‌اي متخصص بر اطلاعات و دانش مربوط به آبهاي زيرزميني سطحي که اهميت زيادي براي WHYMAP دارد تمرکز دارند. کميته هاي ناظر سرشناس بين المللي زير نظر اين کنسرسيوم تاسيس شده اند. در اولين ملاقات در کوبلنز Koblenz آلمان در ژوئن 2003 و در پي آن دومين جلسه در دفتر يونسکو در پاريس در مارس 2004، معاونت رسمي قاره‌اي IAH و CGMW، دفاتر منطقه‌اي و کميته‌هاي ملي يونسکو IHP به ارائه دعوت شدند. برنامه بين المللي علوم زمين توسط اتحاديه بين المللي زمين شناسي و يونسکو ارتباط برقرار کرد.
مشارکت با مرکز بين المللي ارزيابي منابع آبهاي زيرزميني 10(IGRAC) دلگرم کننده است. از طريق يونسکو و داده‌هاي WHYMAP سهيم شده با IGRAC و BGR تضمين شد WHYMAP روزي يک معبر ورودي براي اطلاعات زمين آبشناسي (هيدروژئولوژي) منطقه اي با جزئيات بيشتر راه اندازي نمايد.

توسعه نقشه هاي جهاني آبهاي زيرزميني:
مهمترين فعاليت در زمينه آب در سومين مجمع آب در مارس 2003 در ژاپن صورت گرفت و گزارش گسترش جهاني آب تحت عنوان " نقشه‌هاي جهاني آبهاي زيرزميني" در الگوهاي مختلف حتي قبل از عملياتي شدن WHYMAP-GIS منتشر شدند.

سه نوع نقشه تا كنون تهيه گرديده است كه شامل:
الف) نقشه مقدماتي و آموزشي در مقياس 1:25000000 بعنوان نقشه ديواري كه توسط يونسكو چاپ شد.
ب) نقشه بسيار كوچك مقياس(در اولين گزارش جهاني گسترش آب) كه وضعيت آبهاي زيرزميني را نشان مي‌دهد.
ج) نسخه ويژه نقشه جهاني در مقياس 1:50000000 تهيه شده براي كنگره جهاني زمينشناسي و CGMW در فلورانس ايتاليا در آگوست 2004. اين نقشه بصورت بسيار كلي پراكندگي آبهاي زيرزميني و حوضه‌هاي آبريز را در يك الگوي زيبا و مناسب نشان مي‌دهد وشناخت آبهاي زيرزميني را افزايش مي‌دهد.

فرآيند گردآوري نقشه در زير خلاصه شده است:
1) انتخاب نقشه پايه توپوگرافي و نوع سيستم مختصاتي آن
2) استخراج اطلاعات از نقشه‌هاي موجود
3) تهيه و نمايش دادن راهنما

4) طراحي و ايجاد ساختار GIS
5) جمع آوري اطلاعات در مقياس 1:10000000
6) رقومي كردن و جمع آوري اطلاعات توصيفي در GIS
7) آماده كردن اولين نسخه از نقشه آبهاي زيرزميني جهاني

8) مذاكره و آماده كردن با كميته سازماندهي WHYMAP,IAH, CGMW, IHP
9) هماهنگ كردن اطلاعات بدست آمده از WHYMAP-GIS به منظور تهيه نقشه
10) هماهنگ كردن و چاپ نقشه نهايي آبهاي زيرزميني در مقياس 1:25000000
11) خروجي نهايي، وضعيت آبهاي زيرزميني را در همه قاره‌هاي جهان نمايش مي‌دهد

منبع اطلاعات:
نقشه‌هاي موجود منطقه‌اي و قاره‌اي در مقياس‌هاي كوچك و خيلي كوچك(1:10000000و 1:15000000) وجود دارند و شامل اطلاعات پايه و خصوصاً جنس مواد است. اين نكته قابل توجه است كه در يك سرزمين وسيع، تغييرات هيدرولوژيكي به ندرت رخ مي‌دهد. در نقشه نهايي يك سري داده‌هاي پايه جهت نمايش دادن اضافه شده است.
استفاده بهينه از آشيو اطلاعات سازمان‌هاي ملي و ارگان‌هاي بين المللي در دو گروه نقشه‌هاي آموزشي بطور كامل ساماندهي شده است.
نقشه‌هاي جهاني:

نقشه‌هاي جهاني در مقياس 1:25000000، (CGMW/UNESCO 1990) و فورمت رقومي 2000
نقشه‌هاي اقليمي جهاني در مقياس 1:25000000
نقشه آب‌هاي زيرزميني و تحولات هيدرواقليمي جهان در مقياس 1:10000000 چاپ يونسكو در سال 1999
نقشه‌هاي WaterGAP تهيه شده در دانشگاه كاسل در سال 2002

نقشه جهاني سنگ‌شناسي در مقياس 1:25000000 در سال 2003
نقشه‌هاي قاره‌اي:
نقشه‌هاي آبشناسي بين المللي از آفريقا در مقياس 1:5000000 در سال 1992
نقشه آبشناسي از منطقه عربي در مقياس ( 1:8000000تهيه شده توسط انستيتوي آبشناسي و زمين شناسي مهندسي، آكادمي علوم زمين چين)
نقشه آبشناسي استراليا در مقياس 1:5000000
نقشه آبشناسي آمريكاي شمالي 1:13300000

نقشه آبشناسي آمريكاي جنوبي در مقياس 1:5000000
نقشه آبشناسي اروپا در مقياس 1:1500000
ساير نقشه‌هاي جديد منطقه‌اي آبشناسي
كارهاي انجام شده قاره‌اي و منطقه‌اي در مقياس 1:10000000 عنصر كليدي نقشه‌هاي جهاني را آماده مي‌كند. هشت نمونه كار آماده شده از همه كشورها انتخاب شد. نماينده علمي مربوطه به تغييرات انجام شده اشاره مي‌كند.

كنسرسيوم WHYMAP اميدوار است به نقشه‌هايي كه بيشترين سازگار پذيري را با داده‌هاي موجود داشته باشد دست.
دسترسي آب در كشورها:
سازمان جهاني غذا و كشاورزي 11(FAO) داده هاي نمايش داده شده در يك تصوير از منابع آب در زمين را شامل منابع آب تجديد شونده تهيه كرد. ساليانه 12(IRWR) كه در آن ميانگين جريان ساليانه رودها و آب‌هاي زيرزميني تجديد مي‌شوند به همراه مرز كشورها نشان داده شده است.

WHYMAP-GIS:
تمركز اصلي برنامه WHYMP تاسيس يك GIS است كه همه داده ها ي آبهاي زيرزميني در آن گردآوري و به عنوان يك منبع محسوب شود. در نهايت نقشه هاي با مقياس 1:25000000 و 1:50000000 را تهيه كند.
اين نقشه شامل اطلاعات زير است:
- واحدهاي ساختاري آبشناسي(حوضه هاي رسوبي، سفره هاي ساحلي، مناطق كمپلكس با سفره هاي مهم، سفره‌هاي كارستي و سفره‌هاي كم عمق و محلي
- مشخصات سفره‌هاي آب

- پتانسيل آبهاي زيرزميني
- ميزان ذخيره
- دسترسي و قابليت استفاده از منابع آب زير زميني
- ويژگي آب هوايي در تخليه و دوباره پر شدن سفره ها
- تجديد پذيري سفره ها
- جريان در آبهاي زيرزميني

- اكتشاف آبهاي زيرزميني
- عمق و ضخامت سفره ها
- وضعيت هيدروديناميكي(جريان/سياليت و جهت آبهاي زيرميني)
- عملكرد دروني با پيكره آبهاي سطحي

- فرونشست زمين
- لايه‌هاي آب منجمد
- زمين گرمايي
- شيمي آبها
- وضعت تنش بر پيكره هاي آبهاي زيرزميني بزرگ
- مناطق پر ريسك
از اين اطلاعات نقشه هايي با مقياس‌هاي متعدد تهيه مي‌شود.

عوارض نشان داده شده در نقشه:
نقشه منابع آب‌هاي زيرزميني در مقياس 1:50000000 به آساني قابل استفاده بوده و در آن پديده‌ها در رنگ‌هاي مختلف نمايش داده مي‌شوند.
محدوده‌هاي آبي رنگ براي نمايش حوضه‌هاي آب‌هاي زيرزميني مهم بوده كه در سه طيف پر رنگ براي 150 ميليمتر در سال، آبي متوسط براي 150 تا 15 ميليمتر در سال و آبي روشن براي كمتر از 15 ميليمتر در سال انتخاب شده است. محدوده‌هاي سبز رنگ، مربوط به مناطقي با ساختار آبشناسي پيچيده است كه با استفاده از تكنيك‌هاي سنجش از دور به خوبي قابل شناسايي هستند.
محدوده‌هاي قهوه‌اي رنگ شامل مناطقي با سفره هاي كم عمق يا محلي است.

هاشورهاي نارنجي رنگ شامل مناطقي با آب‌هاي زيرزميني شور به ميزان 5 گرم در ليتر است.
آبهاي سطحي مانند رودخانه‌هاي بزرگ و ابعاد درياچه‌ها در اين نقشه نمايش داده شده و ارتباط ميان آبهاي زيرزميني و درياچه‌ها و رودهاي بزرگ را نشان مي دهد.
يخ‌هاي درون خشكي و يخچال‌هاي بزرگ به رنگ خاكستري نمايش داده شده اند. حدود دو سوم آب‌هاي شيرين جهان به صورت جامد مي باشند و با استفاده از تكنيك سنجش از دور قابل شناسايي هستند.
مناطق تمركز جمعيتي بصورت نقاط نشان داده شده و مربوط به مناطق با بيش از 3 ميليون جمعيت است. مرزهاي كشوري از داده‌هاي ESRI برداشت شده است. در عرض‌هاي جغرافيايي بالا، مناطق يخچالي نشان داده شده‌اند و محدوده آنها در نقشه مشخص شده است.

حوضه ها و مناطق آبريز با بارش ساليانه كم:
اطلاعات مربوط به رواناب جهاني 13(GRDC) در اين نقشه نشان داده شده است و شامل اطلاعاتي از رودها در سراسر جهان مي باشد. هدف اين نقشه استانداردسازي داده هاي منطقه اي بزرگي جريان رودها در چندين هزار ايستگاه اندازه‌گيري در تمام قاره ها است. مقايسه نقشه منابع آبهاي زيرزميني با نقشه آب

هاي سطحي نشان مي‌دهد تمركز آبهاي زيرزميني با رودها و منايع آب سطحي ارتباط دارد. خصوصاً در مناطق با كمتر از 200 ميليمتر بارش، آبهاي زيرزميني به ميزان لازم مورد توجه بوده و احياي اين منابع به كندي صورت مي گيرد.
ميانگين ساليانه تجديد آبهاي زيرزميني 1961-1990:
احياي منابع آب زيرزميني از عوامل اصلي محدود كننده به حساب مي‌آيد. همانطور كه مشاهده مي شود در مناطقي كه در آنها ميزان احياي سفره هاي آب زيرزميني كم است با مناطق داراي بارش كم تطابق دارد(نقشه قبل) و لذا مشخص مي‌شود احياي اين منابع با ميزان بارش در سطح ارتباط تنگاتنگ دارد